城市的可持續(xù)性是個復(fù)雜的問題，需要在城市規(guī)劃中進行全新的合作。這也是對建筑和社區(qū)的韌性都至關(guān)重要的問題姥饰。

要打造城市的可持續(xù)性，意味著要設(shè)計出在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中可行的孝治、相互連接的解決方案列粪，并可大規(guī)模擴展。

• 要讓城市可持續(xù)發(fā)展荆秦，其解決方案必須可大規(guī)模擴展篱竭，并觸及城市生活的各個方面。

• 要實施更可持續(xù)的做法，關(guān)鍵在于規(guī)劃厘乱。通過 BIM 和數(shù)字孿生技術(shù)雅跺，工程建設(shè)人員可看到所有的“拼圖碎片”如何“拼湊”在一起，以改善早已發(fā)展成熟的現(xiàn)有建筑和城市狀況潭女。

• 要打造城市的可持續(xù)性枕篡，只需微小的改變，就可帶來巨大的回報：經(jīng)濟變得更好捍秃，健康狀況更好生香，甚至能更好地利用現(xiàn)有空間。

城市的可持續(xù)性包含很多含義印洒。簡單地說藐病，可持續(xù)的城市致力于改善城市的社會、經(jīng)濟和環(huán)境瞒谱，以確保城市中當前和未來的居民和游客的生活質(zhì)量和福祉赏庙。

也許更重要的是，這一理念認為：城市生活的各個方面——就業(yè)萤榔、交通鸯乃、食品、衛(wèi)生跋涣、經(jīng)濟等等——都會相互影響缨睡，因此，設(shè)計和實施各方面時陈辱，必須考慮到其相互作用的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)奖年。

建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的城市，需要商定具體細節(jié)性置。解決方案需可擴大或縮小規(guī)模拾并，而不破壞已有的平衡。有必要從概念上和地理上明確定義城市邊界的確切位置鹏浅，并選擇穩(wěn)健的指標為依據(jù)嗅义，來決定優(yōu)先事項。而現(xiàn)實情況是隐砸，許多城市都有幾百年甚至幾千年歷史之碗，其物理上、經(jīng)濟上季希、文化上和政治上不可持續(xù)的體系都已根深蒂固褪那。

城市可持續(xù)發(fā)展的益處

設(shè)計更綠色、更宜居既芯、自給自足的城市是個雙贏的好事喷围，既能讓在此居住和工作的人受益粉越，同時也讓周圍環(huán)境受益。例如以下方面的益處码杆，相當直接薄罕、明顯：

環(huán)境、交通和能源的益處

城市的脫碳行動至關(guān)重要磁应。注資于不基于化石燃料的交通工具妆崇，并提供更多的綠色空間，在城市中為動植物提供生存條件部糠，可促進恢復(fù)本地生物多樣性猜休，讓城市居民的生活更為清潔、與自然更緊密相連提甚。

許多城市已經(jīng)在改變交通系統(tǒng)飞灰，如在一些街道上禁行汽車，運行有軌電車疾捍，車站靠近商業(yè)奈辰、零售和住宅中心栏妖。這并不需要什么高科技乱豆，只要禁行50輛小汽車，代之以一輛公交車吊趾，就可以減少交通擁堵宛裕、空氣污染和化石燃料使用，就這么簡單论泛。這樣就可騰出空間揩尸，把公共交通系統(tǒng)改造得更好，建設(shè)自行車道屁奏、公園和自然區(qū)域岩榆。紐約的曼哈頓高線公園已成為一個成功的先例。

紐約曼哈頓的高線公園由廢棄的高架鐵路改建為一條綠道坟瓢。

改善公共衛(wèi)生勇边、食品生產(chǎn)和綠色空間

工作的壓力、上下班的奔波折联、與大自然脫節(jié)等因素給人帶來疾病和壓力畴垃，造成數(shù)十億美元的經(jīng)濟損失。而接觸大自然對心理健康大有裨益疟弹，這一點已毫無疑問鲫畸，人們在可持續(xù)的城市環(huán)境中生活更幸福，因而也更富有生產(chǎn)力福晋。

在城市中打造農(nóng)業(yè)系統(tǒng)霜宙，如屋頂菜園等章慌，可減少對距離遙遠的大規(guī)模生產(chǎn)商的依賴，大力培養(yǎng)就地取材堕武、“從農(nóng)場到餐桌” 的飲食習(xí)慣惨侵，降低運輸造成的排放等各種成本。屋頂農(nóng)場還能減輕城市的熱島效應(yīng)版痪，并吸收雨水徑流（這是降雨量異常過大時造成城市洪水的主要原因）蓉肤。

城市的可持續(xù)性還體現(xiàn)在善于“變廢為寶”。在城市中尋找更多地方作為綠地時什箭，可考慮利用廢棄的場所棋捷，或利用建筑物內(nèi)部和周圍多余的空間。修建池塘和花園最仑，利于動物回歸藐俺，這可成為城市可持續(xù)性的良好開端。大城市的屋頂上其實是有著陽光（或雨水）充沛的廣闊空間泥彤，正是開辟城市農(nóng)場的最佳場所欲芹！

向循環(huán)經(jīng)濟轉(zhuǎn)變

許多學(xué)者認為廢棄物其實是一種“還沒利用起來的資源”。自然界是個完美的循環(huán)系統(tǒng)吟吝，人類可向它學(xué)習(xí)菱父，設(shè)計出巧妙的系統(tǒng)，將一個系統(tǒng)輸出的廢物直接輸入下一個系統(tǒng)加以利用剑逃。

就拿 2021 年東京奧運會的規(guī)劃為例浙宜，所采購商品中的 99%、所產(chǎn)生廢物中 65% 都可重新使用或回收蛹磺。在 43 個比賽場館中粟瞬，只有 8 個是從零開始建造。奧運村廣場的木材等材料由當?shù)卣栀浻├Γ惡髿w還裙品，或用于其他公共基礎(chǔ)設(shè)施項目。大部分貨物也是租賃的长笋，或事后會由生產(chǎn)商回購斩憾。

城市就像人體，每個城市都是個有機生物未然，沒有什么是孤立的否胸，交通、氣變應(yīng)對和公園規(guī)劃方面的每項政策都影響到其他方面哮昧。人們把食物或其他用品購買到城市中馆梦，使用后產(chǎn)生的廢物需要處理，如用下水道系統(tǒng)排出仓貌，或用垃圾車運出去桐继，處理的費用比購買費更高刘耀。換句話說，城市對外部世界索取很多蚤弃，而回報卻很少召藻。

然而循環(huán)經(jīng)濟則不同，它的系統(tǒng)設(shè)計是為了把城市所用過的東西偿尘、產(chǎn)出的廢物都盡可能地留在城市里忆某，重新回收利用。

如果設(shè)立一個對可持續(xù)城市規(guī)劃擁有真正權(quán)力的權(quán)威部門阔蛉，則可向循環(huán)經(jīng)濟邁出激進的第一步弃舒。目前，供水部門或管理垃圾或污水的部門都有明確的指標状原，在這些指標之外的一切都是別人的問題聋呢。但通過由數(shù)據(jù)驅(qū)動的鳥瞰圖就可看到，每一輛車載入的東西和每一袋扔出的垃圾其實都是每個人的問題颠区。

通過實時數(shù)據(jù)交換削锰，數(shù)字孿生體可動態(tài)地顯示建筑物的情況。

如何實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展

邁向城市可持續(xù)發(fā)展的第一步是深入規(guī)劃毕莱。每個行動和系統(tǒng)都必須設(shè)計得與其他行動和系統(tǒng)無縫地配合好器贩，以保持適當?shù)钠胶狻?/p>

但，說時容易做時難央串，因為這些城市早已建成磨澡。許多必要的行動都需要重新改造現(xiàn)有的建筑、網(wǎng)絡(luò)质和、生活和工作方式——任何改變都必須完全系統(tǒng)化，還必須經(jīng)過模擬測試隅贫。當然甸诽，社區(qū)民眾也必須參與。

改造城市頑疾做销，最突出的例子是減少汽車所惶。戰(zhàn)后多年來城市不斷擴張，私人汽車不斷增長对夹。公共交通如果不能做到像開車那樣舒適桦溃、方便，達到“門到門”的程度极哨，“以公代私”就面臨著艱苦的戰(zhàn)斗呐相。

改造的成本需要考慮在內(nèi)，而有些領(lǐng)域會有重大的不便和壓力硼屁，不僅需要財務(wù)支出汞小，還需要更多晶恨。但是，在規(guī)劃城市公共工程時蛛挚，必須堅持“可持續(xù)性優(yōu)先”的立場抗斤，只有這樣，才可前進丈咐。而且現(xiàn)在已有很多工具和平臺可作為助力的利器瑞眼。

建筑信息建模（BIM）軟件就是這類工具中的一種。它是生成建筑物（無論是新建筑還是現(xiàn)有舊建筑）的數(shù)字孿生體的關(guān)鍵棵逊。這不僅僅是建筑圖紙上的平面圖负拟，還有整個生態(tài)系統(tǒng)：照明、供暖和冷卻系統(tǒng)歹河，以及消防系統(tǒng)掩浙、由監(jiān)視器錄像捕捉到的步行交通模式，等等秸歧。數(shù)字孿生體是通過軟件創(chuàng)建出來的厨姚，是建筑物的實時、虛擬的代表键菱，可通過連接數(shù)據(jù)集或分析性數(shù)據(jù)來定制谬墙，以針對建筑物使用和系統(tǒng)效率的每個可能的方面進行報告。規(guī)劃者可以運行軟件的分析和預(yù)測功能经备，從而讓他們在整個設(shè)計和施工過程中育另，以及最終的運營中，做出更明智瞒脆、更知情的選擇衷谋。

比如，建筑物里的走廊纺闷，在上下班時段外很少有人走過榜寸。所以，可采用由運動探測器驅(qū)動的照明系統(tǒng)需复，編好程序怠竞，無人在場時即關(guān)閉該區(qū)域的燈光。

再如拓郑，把暖通空調(diào)系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)連接起來哨遭，可綜合辦公樓內(nèi)所有的燈、通風(fēng)口和恒溫器的傳感器數(shù)據(jù)节霸，也綜合占用信息骑跳、來自當?shù)?a target="_blank" class="mmstipa1" >電網(wǎng)的能源方面的信息，甚至來自外部的天氣數(shù)據(jù)萤皂。然后由一位工作人員來控制——甚至還可通過機器學(xué)習(xí)模型根據(jù)歷史使用數(shù)據(jù)來控制撒穷，進行調(diào)整匣椰，以優(yōu)化建筑物（包括各個房間和區(qū)域）的照明、供暖和空調(diào)需求端礼。

建筑物中的每個系統(tǒng)都可以實施這類小型的改變禽笑。然后下一步將每個建筑物或每個街區(qū)的數(shù)據(jù)連接到一個龐大的、基于云的數(shù)據(jù)集蛤奥，創(chuàng)建出一個不斷更新的佳镜、實時的視圖，來反映環(huán)境凡桥、文化蟀伸、資金和資源方面的使用情況。在此基礎(chǔ)上就可依據(jù)實實在在的數(shù)據(jù)缅刽，而不是猜測啊掏，來設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的城市。

已經(jīng)有多種方法和平臺可以對 BIM 的結(jié)果進行綜合衰猛、測量和報告迟蜜。公認的城市可持續(xù)性指標包括溫室氣體排放、廢物量等忧绊。通過平臺把這些指標綜合起來略匕，有助于城市管理者預(yù)測這些指標將如何隨空間和時間進行變化，推測它們的相互作用——從單個建筑物的生命周期到人口或人口結(jié)構(gòu)的變化等等基列。

建設(shè)未來

每天至少有 20 萬人拖著行李搬到大城市去熟督。到 2050 年，全世界城市人口將達到近 70%——大約 70 億人军笑。

建筑業(yè)界消耗了已開采自然資源的三分之一雨株，其中產(chǎn)生的固體廢物占四分之一。

為了讓城市可持續(xù)發(fā)展成為可能标晤，建筑施工業(yè)必須改變歇决。更好的建筑模式正變得越來越普及，但還需在經(jīng)濟和立法層面鞏固下來蕴轩。這些模式包括：

• 低碳開發(fā)，減少材料上的投入凳嘁、缺陷和浪費搁突。

• 預(yù)制式/模塊化施工，在建筑現(xiàn)場之外制造各種構(gòu)件只磷，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行組裝经磅，從而減少對材料的需求和對當?shù)氐母蓴_，并能提高安全性钮追。

• 建筑信息管理（BIM）预厌，是以數(shù)字化的形式來呈現(xiàn)建筑項目阿迈，可在施工開始前就對項目的所有需求、工序和用途進行測試和改進轧叽，從而制定出最可持續(xù)的規(guī)劃苗沧。

更好的建筑模式如預(yù)制結(jié)構(gòu)施工等越來越普及。

建設(shè)韌性

隨著氣候變化的影響持續(xù)惡化炭晒，各種災(zāi)難越來越致命待逞、破壞性越來越大、代價越來越高昂网严。僅在 2022 年识樱，美國就發(fā)生了 18 次與氣候相關(guān)的災(zāi)難，造成超過 10 億美元的損失震束。

富有韌性的城市有望減少災(zāi)難造成的物理怜庸、環(huán)境和社會方面的破壞；災(zāi)后的恢復(fù)進行得比較快姚转，對災(zāi)后重建至關(guān)重要的服務(wù)如衛(wèi)生和教育得以維持谋扼。根據(jù) 2018 年美國國家建筑科學(xué)研究所的一份報告，花在防災(zāi)救災(zāi)上的每一美元都可為將來節(jié)省六美元雕残。

建筑師在設(shè)計建筑時侥丝，可將 3D 設(shè)計文件導(dǎo)入 BIM 軟件，測試其韌性榛湖。有許多平臺都可以把建筑模型放入一個虛擬的風(fēng)洞或地震帶中贬打，然后給出真實的數(shù)據(jù)，說明需要在哪里做出改變巫邻，供建筑師據(jù)此采取行動猫荤。設(shè)想一下，未來海平面上升將會使數(shù)百萬人無家可歸溺察，那么我們現(xiàn)在能否設(shè)計出更好的方法來加固沿海建筑和城市系統(tǒng)瞭芬？軟件還可模擬在暴雨或堤壩破裂造成洪災(zāi)的情況下，雨水將流向哪里矫评，應(yīng)維持哪些疏散路線卜壕，應(yīng)加強哪些關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，以維持醫(yī)院烙常、電力和其他基礎(chǔ)設(shè)施的運行轴捎。

城市可持續(xù)發(fā)展的實例

在規(guī)劃和預(yù)測完成后，就是把一切付諸實踐的時候了蚕脏。在美國邁阿密椰林區(qū)侦副，格羅夫中心綜合體項目的房地產(chǎn)開發(fā)商做出了很好的示范。此項目是個住宅和零售綜合體，按城市可持續(xù)性原則而設(shè)計秦驯，使行人的流動盡可能地高效尺碰、輕松愉悅。

邁阿密的汽車擁堵現(xiàn)象非常嚴重译隘，所以也是考驗城市可持續(xù)性的完美之地亲桥。此綜合體的設(shè)計師有兩個目標：一是打造一個富有社區(qū)意識的空間，把所有的設(shè)施都包括在步行距離內(nèi)细燎，并且去城市其他地方的交通很方便两曼，特別是它有一條直接連接到地鐵的交通路線。

邁阿密的格羅夫中心綜合體與前往市中心的交通相連接玻驻。Touzet 供圖瞳胸。

整個項目都用歐特克 Revit 軟件來虛擬建模，優(yōu)化從其他交通系統(tǒng)連接到綜合體的途徑冷吏。減少綜合體中的汽車节拷，從而可減少污染；外墻有利于節(jié)能些惑，既可減少來自太陽的熱量啦掸，又可盡量利用自然光。項目的 BIM 數(shù)據(jù)與機械和電氣工程師共享鲸锻，以確保他們所選擇的材料匀象、所安排的電氣系統(tǒng)盡量實現(xiàn)高效、環(huán)保鸡捉。

現(xiàn)在乏茶，當?shù)鼐用窈推髽I(yè)都很喜歡這里。汽車噪音和污染已成過去甚岩，居民靠步行就可四通八達贱按，從而培養(yǎng)出一種社區(qū)意識。

但采用 BIM 只是一個開始涡相。想象一下哲泊，你可以在一個完全數(shù)字化的世界中瀏覽你的設(shè)計、做筆記催蝗、做測量切威、看效果，就像在如今的許多虛擬現(xiàn)實游戲中一樣”牛現(xiàn)在再想象一下牢屋，整個工業(yè)綜合體或園區(qū)，也許整個城市槽袄，都可以放入這個數(shù)字世界中。

這當然可以！新西蘭的基礎(chǔ)設(shè)施咨詢公司 WSP Opus 和數(shù)字創(chuàng)意公司 Method 打造了一款名為 Sustain-a-City 的虛擬現(xiàn)實游戲遍尺，你可通過平衡商業(yè)截酷、基礎(chǔ)設(shè)施、能源和住宅元素乾戏，在其中建立自己的城市迂苛。類似于 Sim City 游戲，但你就身在其中鼓择。

WSP Opus 公司知道甘虑，城市規(guī)劃者通常會按預(yù)算零散地委托和部署城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，只考慮將其與下一步的其他服務(wù)連接的讯。Sustain-a-City 游戲旨在幫助人們了解建設(shè)真實的可持續(xù)城市環(huán)境需要些什么匪笨。它可以讓玩家連接供水和供電、規(guī)劃住宅和商業(yè)地產(chǎn)某现、建設(shè)交通匙桦，既要讓城市發(fā)展，又要讓每個元素保持平衡宋睦、對環(huán)境和居民友好阁陌。游戲開發(fā)者認為，虛擬現(xiàn)實正是一種完美的媒介來達此目標琐侣。

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這只是虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實（AR）等技術(shù)在現(xiàn)在以及將來應(yīng)用的一個例子奖朴，它將“紙上談兵”的城市規(guī)劃變得活靈活現(xiàn)，呈現(xiàn)在用戶眼前汇径。

此外曼刀，地理信息系統(tǒng)（GIS）映射可把建筑項目模型放置在當?shù)丨h(huán)境中，能夠連接到更廣泛的數(shù)據(jù)集菊碟，如當?shù)貧夂蚪诮妗⑿畔ⅰ⒌缆方煌ㄏ到y(tǒng)逆害、電力和廢物的輸入和輸出头镊，給規(guī)劃者提供更多的信息，在 BIM 模型中更好地模擬和設(shè)計各種系統(tǒng)魄幕。

城市可持續(xù)發(fā)展能否實現(xiàn)相艇？

人類循環(huán)經(jīng)濟的效率，還遠遠比不上自然界的物質(zhì)循環(huán)纯陨。但重要的是要關(guān)注凈效應(yīng)坛芽，這種做法催生了一些環(huán)保運動，比如坐一次飛機就種一棵樹翼抠。

實現(xiàn)可持續(xù)性咙轩，必須具有幾個組成部分。第一個是科技：現(xiàn)在的科技可以為城市可持續(xù)性多次進行數(shù)字建模和規(guī)劃，一次又一次地迭代活喊，直到滿意為止丐膝。

但也許更重要的是，要具備改變的意愿箫俯。要培養(yǎng)社區(qū)意識焕徽，需要重新建造、重新配置怕事，也需要花費公共支出和私人支出來造福大眾竹恃，這就需要做出犧牲、承受不便旅测。

最后再看看邁阿密格羅夫中心這個例子吧肘勾。這座城市有非常嚴重的汽車擁堵現(xiàn)象，似乎是最不適合居民钢陨、企業(yè)和市政府嘗試減少汽車的地方粹龄，太難了吧。但是材圈，他們竟然成功了插驾！所以，任何地方都是有可能的三稿！

本文最初發(fā)表于2019年4月篇裁，現(xiàn)已有更新。Taz Khatri 和  Rina Diane Caballar 對本文亦有貢獻赡若。

作者：Drew Turney - CN

Drew Turney 自幼立志要改變世界达布，但長大后他意識到，記錄別人改變世界的故事更容易些逾冬，因而從事技術(shù)黍聂、電影、科學(xué)身腻、書籍等方面的寫作产还。

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（歐特克Autodesk）

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